一种抛光硅片的金刚石抛光液制造技术

本发明专利技术属于抛光液领域，尤其涉及一种抛光硅片的金刚石抛光液，各质量占比为：金刚石粉20％

【技术实现步骤摘要】
一种抛光硅片的金刚石抛光液


[0001]本专利技术半导体化学机械抛光
，具体地说，涉及一种抛光硅片的钻石抛光液。

技术介绍

[0002]传统的化学机械抛光制程，目前，化学机械抛光(CMP)是最有效的超精密加工技术之一，也是实现全局平坦化的唯一手段。影响CMP的因素有很多，抛光液是关键因素之一。抛光液通常由磨料、pH调节剂、表面活性剂、配位剂等组成。在CMP过程中，磨料在晶圆表面通过摩擦提供机械作用，并随抛光液流动，起传质作用；表面活性剂起到提高晶圆表面润滑性和降低表面张力的作用；配位剂和其他添加剂可与晶圆表面发生化学反应，有利于提高抛光效率。因此，了解以上相关内容的研究进展对指导钻石CMP抛光液的研究具有重要的意义。钻石抛光液中磨料、pH调节剂、表面活性剂、配位剂等主要成分的选择、应用、作用机理及效果，展望了钻石抛光液的应用前景和发展趋势。不符合现代制造和绿色加工制造理念。此外，目前国产钻石抛光液的市场占有率仍比较低，主要依赖于进口，导致抛光液的价格高昂。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了抛光性能更好的钻石抛光液，该抛光液安全、环保、绿色无污染，有效避免或减少了长期放置钻石粉产生团聚，导致抛光质量不高，移除率较低的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种抛光硅片的金刚石抛光液，长时间存放基本不产生沉淀，抛光质量稳定，没有对人体有害成分，有利环保。
[0005]本专利技术一种抛光硅片的金刚石抛光液，其特征在于，各质量占比为：金刚石粉20％
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>25％。其中，金刚石的粒度范围为0.5～54/um；过氧化氢(双氧水)为：5％
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10％；悬浮剂为：2％
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2.5％；丙三醇为：1％
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3％；十二烷基苯磺酸钠为：4％
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6％；陶氏分散剂为：1.5％
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3％；疏水改性聚丙烯酸乳液为：1％
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3％；羧甲基纤维素纳1％
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3％；聚乙二醇7％
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10％；松香为：1％
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3％；消泡剂为：3％
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4％，余量为水，上述各质量比的混合后搅拌均匀，后超声设备中震荡10
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15min。
[0006]优选方案为：悬浮剂可以是六偏磷酸钠，最佳配比为：3％的质量分配比，对微细颗粒具有极强的分散效果，使得矿物表面电位负值增加，使得颗粒间静电排斥力增大，粒子更加趋于悬浮分散。
[0007]优选方案为：所述陶氏分散剂：由聚丙烯酸和钠盐合成得到的高性能水溶性清洁剂用Acusol高聚物，提供了较强的螯合能力。
[0008]优选方案为：所述过氧化氢质量占配比为：8％，抛光效果最佳。
[0009]优选方案为：所述十二烷基苯磺酸钠的偶联剂和疏水改性聚丙烯酸乳液表面改性过的纳米金刚石，以超声的分散手段,将其分散在丙三醇中，得到了平均粒径49.7nm的胶体溶液,十二烷基苯磺酸钠质量比为5.4％，抛光效果最佳。
[0010]优选方案为：消泡剂为磷酸三丁酯，降低抛光液的表面张力，起到预防和减少泡沫的作用。经经验确定，消泡剂质量分量为3.4％，抛光效果最佳。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0012]本专利技术一种抛光硅片的金刚石抛光液，长时间存放基本不产生沉淀，抛光质量稳定，没有对人体有害成分，有利环保。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为金刚石不同含量的抛光去除率对比图；
[0015]图2为利用本专利技术提出的各实施例的进行二氧化硅的抛光的效果示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]实施例1：
[0018]抛光液：金刚石粉22％；其中，金刚石的粒度范围为0.5～20/um；过氧化氢(双氧水)为：6％；悬浮剂为：3％；丙三醇为：2.65％；十二烷基苯磺酸钠为：5％；陶氏分散剂为：2％；疏水改性聚丙烯酸乳液为：2％；羧甲基纤维素纳2％；聚乙二醇8％；松香为：2％；消泡剂为：3.5％，余量为水。通过超声或者搅拌15min，将金刚石分散成20～100nm的小团聚体，制成抛光液。
[0019]本实施例中，金刚石的单晶或多晶分散到含有聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠的水性介质中。
[0020]本实施例中，纳米金刚石表面吸附有含氧活性基团，2％羧甲基纤维素纳提供的羧基，以及松香具有共轭双键和典型羧基反应，与许多有机化合物反应或吸附，再加上2％陶氏分散剂使得纳米金刚石在水中分散更加容易。并辅之于超声或高速搅拌、然后添加聚合物分散稳定剂增大空间位阻，上述将纳米级的金刚石分散于水相介质中，通过添加消泡剂等添加剂，制得分散稳定的纳米金刚石抛光液。
[0021]本实施例中，陶氏分散剂：由聚丙烯酸和钠盐合成得到的高性能水溶性清洁剂用Acusol高聚物，提供了较强的螯合能力，有助于抵消水的硬度带来的副作用，增强洗涤清洁剂的去污能力。
[0022]本实施例中，用十二烷基苯磺酸钠的偶联剂和疏水改性聚丙烯酸乳液表面改性过的纳米金刚石，以超声的分散手段，将其分散在丙三醇中，得到了平均粒径49.7nm的胶体溶液。
[0023]本实施例中，通过丙三醇调节pH值后，用来抛光氧化硅工件，这种抛光液使得被加
工工件表面更容易清洗。
[0024]抛光过程：抛光盘转速为355r/min，抛光压力为96g/cm2，抛光液流量为1.9ml/min，抛光时间为90min，抛光后碳化硅晶体的硅面表面粗糙度为1.25nm(见附图1)，材料去除率为70nm/h。
[0025]实施例2：
[0026]抛光液的质量百分比为：金刚石粉25％。其中，金刚石的粒度范围为1.5～20/um；过氧化氢(双氧水)为：8％；悬浮剂为：2.33％；丙三醇为：3.65％；十二烷基苯磺酸钠为：5.4％；陶氏分散剂为：2.25％；疏水改性聚丙烯酸乳液为：2％；羧甲基纤维素纳2.5％；聚乙二醇8.5％；松香为：2.5％；消泡剂为：3.4％，余量为水。混合后搅拌均匀超声设备中震荡15min。
[0027]本实施例中，消泡剂为磷酸三丁酯，降低抛光液的表面张力，起到预防和减少泡沫的作用。经经验确定，消泡剂质量分量为3.4％，抛光效果最佳。
[0028]本实施例中，5.4％十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂在二氧化硅的化学机械抛光过程中起到重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抛光硅片的金刚石抛光液，其特征在于，各质量占比为：金刚石粉20％
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25％。其中，金刚石的粒度范围为0.5～54/um；过氧化氢(双氧水)为：5％
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10％；悬浮剂为：2％
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2.5％；丙三醇为：1％
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3％；十二烷基苯磺酸钠为：4％
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6％；陶氏分散剂为：1.5％
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3％；疏水改性聚丙烯酸乳液为：1％
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3％；羧甲基纤维素纳1％
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3％；聚乙二醇7％
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10％；松香为：1％
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3％；消泡剂为：3％
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4％，余量为水，上述各质量比的混合后搅拌均匀，后超声设备中震荡10
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15min。2.如权利要求1所述的抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚开乐，
申请(专利权)人：深圳市鑫德普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：